河北省2022年高考物理考試真題與答案解析

河北省2022年高考［物理］考試真題與答案解析

一、單項(xiàng)選擇題

本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要

求的。

1.科學(xué)訓(xùn)練可以提升運(yùn)動(dòng)成績(jī)，某短跑運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練前后百米全程測(cè)試中，速度/與時(shí)間/

的關(guān)系圖像如圖所示。由圖像可知（）

A.0?：時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均加速度大

B.0~，2時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練前、后運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)的距離相等

C.，2?4時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均速度小

D.4時(shí)刻后，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練前做減速運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練后做加速運(yùn)動(dòng)

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)vT圖像的斜率表示加速度，由題圖可知°~4時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均

加速度比訓(xùn)練前的小，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)丫一，圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知0?％時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練前運(yùn)動(dòng)員跑過(guò)的距離比

訓(xùn)練后的大，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)丫-/圖像圍成的面積表示位移，由題圖可知芍~4時(shí)間內(nèi)，訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的位移比訓(xùn)

練前的位移大，根據(jù)平均速度等于位移與時(shí)間的比值，可知訓(xùn)練后運(yùn)動(dòng)員的平均速度大，故C

錯(cuò)誤；

D.根據(jù)VT圖像可直接判斷知，4時(shí)刻后，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練前速度減小，做減速運(yùn)動(dòng)；4時(shí)刻后,

運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練后速度增加，做加速運(yùn)動(dòng)，故D正確。

故選D。

2.2008年，我國(guó)天文學(xué)家利用國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地的2.16米望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒星

HD173416運(yùn)動(dòng)的系外行星HD173416b,2019年，該恒星和行星被國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)分別

命名為"羲和"和"和“望舒”，天文觀測(cè)得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的2倍，若將望舒

與地球的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比

值為0

5

A.272B.2C.72D.—

2

【答案】C

【詳解】地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)和行星望舒繞恒星羲和的勻速圓周運(yùn)動(dòng)都是由萬(wàn)有引力提供向心力，

有

解得公轉(zhuǎn)的線速度大小為

其中中心天體的質(zhì)量之比為2:1,公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等，則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值為

V2,故選Co

3.張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是北京冬奧會(huì)綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)電、輸電

簡(jiǎn)易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)速比為1：〃的升速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)

電機(jī)線圈高速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,，=0時(shí)刻,

線圈所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過(guò)理想變壓器升壓后。輸出電壓為

以忽略線圈電阻，下列說(shuō)法正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)輸出的電壓為

B.發(fā)電機(jī)輸出交變電流的頻率為2R/Z

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為及萬(wàn)N8S〃Z：U

D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)e=0萬(wàn)N6S〃zsin(2萬(wàn)〃z)

【答案】C

「0)

【詳解】B.發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為〃乙輸出交變電流的頻率為/=b=〃2

B錯(cuò)誤；

A.線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為&=凡85.2萬(wàn).〃z

輸出電壓的有效值為E=卷=叵兀NBSnz

A錯(cuò)誤；

n.E叵兀NBSnz

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為'"=萬(wàn)=---

n2UU

C正確；

D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=Emsincot=2%N5s〃zsin(2萬(wàn)〃z"

D錯(cuò)誤。

故選C。

4.如圖是密立根于1916年發(fā)表的納金屬光電效應(yīng)的遏止電壓S與入射光頻率的實(shí)驗(yàn)曲線，

該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了普朗克常量ho

A.鈉的逸出功為牝.B.鈉的截止頻率為8.5xI0i4Hz

c.圖中直線的斜率為普朗克常量力D.遏止電壓a與入射光頻率〉成正比

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系有eUc=Ekmx

根據(jù)電效應(yīng)方程有Ekmax=捫-％

當(dāng)結(jié)合圖像可知，當(dāng)a為。時(shí)，解得％=〃匕

A正確；

B.鈉的截止頻率為，，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5X1()|4HZ,B錯(cuò)誤；

hW.

c.結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得aTr,=-卜-一

ee

h

可知，圖中直線的斜率表示-，C錯(cuò)誤；

e

D.根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓S與入射光頻率17成線性關(guān)系，不是

成正比，D錯(cuò)誤。

故選A。

5.將一根絕緣硬質(zhì)細(xì)導(dǎo)線順次繞成如圖所示的線圈，其中大圓面積為耳，小圓面積均為邑，

垂直線圈平面方向有一隨時(shí)間/變化的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=8。+股,綜和人均為常量，

則線圈中總的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()

AkS、B,5盤(pán)2C.口號(hào)一5s2)D.%(E+5s2)

【答案】D

【詳解】由法拉第電磁感應(yīng)定律可得大圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用=i=十=3

每個(gè)小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均=等=5=布2

由線圈的繞線方式和楞次定律可得大、小圓線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，故線圈中總的感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為

E=E]+4E2=k（S\+5s2）

故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選D。

6.如圖，真空中電荷量為“和-式4〉0）的兩個(gè)點(diǎn)電荷分別位于加點(diǎn)與N點(diǎn)，形成一個(gè)以mV

延長(zhǎng)線上。點(diǎn)為球心，電勢(shì)為零的等勢(shì)面（取無(wú)窮處電勢(shì)為零），「為"N連線上的一點(diǎn)，S

為等勢(shì)面與直線W的交點(diǎn)，7為等勢(shì)面上的一點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

丁-----、、、T

2Z\

2q；-q\

--------?------------；-----?~~?-------------r-

MP\N0;S

A.尸點(diǎn)電勢(shì)低于S點(diǎn)電勢(shì)

B.T點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向指向。點(diǎn)

C.除無(wú)窮遠(yuǎn)處外，直線上還存在兩個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)

D.將正試探電荷％從T點(diǎn)移到戶點(diǎn)，靜電力做正功

【答案】B

【詳解】A.在直線上，左邊正電荷在〃右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，右邊負(fù)電荷在直線腦V

上電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知"N間的電場(chǎng)強(qiáng)度水平向右，沿著電場(chǎng)線電勢(shì)逐漸

降低，可知「點(diǎn)電勢(shì)高于等勢(shì)面與"N交點(diǎn)處電勢(shì)，則P點(diǎn)電勢(shì)高于S點(diǎn)電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

C.由于正電荷的電荷量大于負(fù)電荷電荷量，可知在川左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度不可能為零，則N右側(cè)，

…k?2qk'q

設(shè)肋v距離為入，根據(jù)"7方=跡

可知除無(wú)窮遠(yuǎn)處外，直線電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)只有一個(gè)，故c錯(cuò)誤;

D.由A選項(xiàng)分析可知：7點(diǎn)電勢(shì)低于「電勢(shì)，則正電荷在T點(diǎn)的電勢(shì)能低于在尸電勢(shì)的電勢(shì)

能，將正試探電荷備從T點(diǎn)移到戶點(diǎn)，電勢(shì)能增大，靜電力做負(fù)功，故D錯(cuò)誤；

B.設(shè)等勢(shì)圓的半徑為A,4N距離為x,"N距離為1,如圖所示

T

2\

--2?q?_!:-q，?\J

MpA\N()Is

根據(jù)夕=?

結(jié)合電勢(shì)的疊加原理A、S滿足”=9,L；；；x=M

解得x=g,R若

J。

由于電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直等勢(shì)面，可知廠點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向必過(guò)等勢(shì)面的圓心，。點(diǎn)電勢(shì)

_k-2qkq_3kq

%=力亍-五

L-------——

33

可知%>%

可知T點(diǎn)電場(chǎng)方向指向。點(diǎn)，故B正確。故選B。

7.如圖，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)繩將一勻質(zhì)圓柱體懸掛在豎直木板的尸點(diǎn)，將木板以底邊"N為軸

向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，繩與木板之間的夾角保持不變，忽略圓柱體與木板之間的摩擦，在

轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中()

N

A.圓柱體對(duì)木板的壓力逐漸增大

B.圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小

C.兩根細(xì)繩上的拉力均先增大后減小

D.兩根細(xì)繩對(duì)圓柱體拉力的合力保持不變

【答案】B

【詳解】設(shè)兩繩子對(duì)圓柱體的拉力的合力為T(mén),木板對(duì)圓柱體的支持力為N,繩子與木板夾

角為從右向左看如圖所示

mg

sinasin/_siny

在矢量三角形中，根據(jù)正弦定理UN~~r~

在木板以直線“N為軸向后方緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平過(guò)程中，a不變，7從90。逐漸減小到0,又

y+￡+a=180。且a＜90°,可知90。＜/+，＜180。

則0＜?。?80。

八sinasinBsin/

可知/從銳角逐漸增大到鈍角，根據(jù)二丁=丁=十

由于sin/不斷減小，可知T不斷減小，sin尸先增大后減小，可知N先增大后減小，結(jié)合牛頓

第三定律可知，圓柱體對(duì)木板的壓力先增大后減小，設(shè)兩繩子之間的夾角為2。，繩子拉力為

T,貝27'cos6*=7

可得T'=

2cos6*

。不變，T逐漸減小，可知繩子拉力不斷減小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

二、多項(xiàng)選擇題

本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(xiàng)

符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得。分。

8.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一根導(dǎo)軌位于x軸上，另一根由曲、

乩、源三段直導(dǎo)軌組成，其中曲段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻R。導(dǎo)軌上一金屬棒

沿X軸正向以速度％）保持勻速運(yùn)動(dòng)，/=0時(shí)刻通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。，金屬棒始終與X軸垂直。設(shè)運(yùn)

動(dòng)過(guò)程中通過(guò)電阻的電流強(qiáng)度為i,金屬棒受到安培力的大小為尸，金屬棒克服安培力做功的

功率為P,電阻兩端的電壓為導(dǎo)軌與金屬棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與金屬棒的電阻。下列圖

像可能正確的是（）

A.

0F2L3L7O7Z2L3L7

【答案】AC

【詳解】當(dāng)導(dǎo)體棒從。點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)/時(shí)，即在°?《時(shí)間內(nèi)，在某時(shí)刻導(dǎo)體棒切割磁感線的長(zhǎng)

度L=/°+%ftane,為ab與的夾角）則根據(jù)反樂(lè)電1=華;等收廝?）

KK

可知回路電流均勻增加；安培力E(/?+卬tan0)2

KK

02r22D22

則居廣關(guān)系為拋物線，但是不過(guò)原點(diǎn)；安培力做功的功率尸=尸％=——消(/°+Wtan6)2

則2/關(guān)系為拋物線，但是不過(guò)原點(diǎn)；電阻兩端的電壓等于導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即

U=E=5￡v0=5v0(/0+vQttan0)

即圖像是不過(guò)原點(diǎn)的直線；根據(jù)以上分析，可大致排除BD選項(xiàng)；

L2L

當(dāng)在丁時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線的長(zhǎng)度不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E不變，感應(yīng)電流/不變，

vovo

安培力尸大小不變，安培力的功率戶不變，電阻兩端電壓〃保持不變；

2L3L

同理可判斷，在;『時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線長(zhǎng)度逐漸減小，導(dǎo)體棒切割磁感線的感應(yīng)

v0v0

電動(dòng)勢(shì)E均勻減小，感應(yīng)電流/均勻減小，安培力尸大小按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減

nL

小到零，與°?丁內(nèi)是對(duì)稱的關(guān)系，安培力的功率戶按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減小到

vo

零，與°~:內(nèi)是對(duì)稱的關(guān)系，電阻兩端電壓〃按線性均勻減小綜上所述選項(xiàng)AC正確，BD

錯(cuò)誤。故選AC。

9.如圖，輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體尸和。用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，懸掛在定滑輪上,

質(zhì)量,%>“，，/=。時(shí)刻將兩物體由靜止釋放，物體。的加速度大小為。。T時(shí)刻輕繩突然斷

開(kāi)，物體尸能夠達(dá)到的最高點(diǎn)恰與物體。釋放位置處于同一高度，取”0時(shí)刻物體戶所在水平

面為零勢(shì)能面，此時(shí)物體。的機(jī)械能為后。重力加速度大小為g,不計(jì)摩擦和空氣阻力，兩物

體均可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()

。口

E

A.物體「和。的質(zhì)量之比為1：3B.27時(shí)刻物體。的機(jī)械能為5

3E2gT

C.27時(shí)刻物體尸重力的功率為藥D.2T時(shí)刻物體尸的速度大小甫一

【答案】BCD

【詳解】A.開(kāi)始釋放時(shí)物體Q的加速度為,，則〃22g一工=%?專(zhuān)工-%g=

2啊1

解得耳=5砥?g,rU=5選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

JQ乙

B.在T時(shí)刻，兩物體的速度匕="

P上升的距離咚

25o

細(xì)線斷后戶能上升的高度〃2=}=骼

2g18

可知開(kāi)始時(shí)戶Q距離為"第二

若設(shè)開(kāi)始時(shí)戶所處的位置為零勢(shì)能面，則開(kāi)始時(shí)Q的機(jī)械能為E=%g^=也二

y

從開(kāi)始到繩子斷裂，繩子的拉力對(duì)Q做負(fù)功，大小為%.=鳥(niǎo)九=普一

則此時(shí)物體Q的機(jī)械能E'=E-WF==|

E

此后物塊。的機(jī)械能守恒，則在2T時(shí)刻物塊Q的機(jī)械能仍為彳，選項(xiàng)B正確；

CD.在27■時(shí)刻，重物戶的速度V2=M—gT=一與

方向向下；止匕時(shí)物體戶重力的瞬時(shí)功率%=%鴕=等?與=&|Z=||

選項(xiàng)CD正確。故選BCD。

10.如圖，廣場(chǎng)水平地面上同種盆栽緊密排列在以。為圓心、4和均為半徑的同心圓上，圓

心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度均可調(diào)節(jié)，以保障

噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時(shí)，噴水嘴的高度、出水速

度及轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度分別用4、%、但和人2、彩、牡表示?；ㄅ璐笮∠嗤霃竭h(yuǎn)小于同心圓

半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長(zhǎng)度和空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）

A.若九=為，則％：%=&：A

B.若匕f,則用

C.若助=例，匕=丐，噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則落入每個(gè)花盆的水量相同

D.若九=%,噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周且落入每個(gè)花盆的水量相同，則助=牡

【答案】BD

,12n[2h

【詳解】AB.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律力二不8廣，A=W,解得R=v—

2VS

可知若力=分，則%：唆=用將

若修?,則）：h=用：優(yōu)

選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；

C.若q=牡，則噴水嘴各轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相同，因-=唆，出水口的截面積相同，可知單位

時(shí)間噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動(dòng)一周?chē)姵龅乃肯嗤?，但因?nèi)圈上的花盆總數(shù)量較小，可

知得到的水量較多，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；

D.設(shè)出水口橫截面積為位，噴水速度為匕若電=嗎,則噴水管轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間相等，因力

R

相等，則水落地的時(shí)間相等，貝曠=一

V

相等；在圓周上單位時(shí)間內(nèi)單位長(zhǎng)度的水量為

Q二必「_RSQ==s°

°coRNtcoRtcot[2h

相等，即一周中每個(gè)花盆中的水量相同，選項(xiàng)D正確。故選BD。

三、非選擇題

共54分。第11?14題為必考題，每個(gè)試題考生必須作答。第15?16題為選考題，考生根據(jù)

要求作答。

（-）必考題：共42分。

11.某實(shí)驗(yàn)小組利用鐵架臺(tái)、彈簧、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺等器材驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定

律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為k,原長(zhǎng)為￡0,鉤碼的質(zhì)量為mo已知彈簧的彈

1,

性勢(shì)能表達(dá)式為￡=5日，其中左為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

簧

彈

碼

鉤

n

圖1

（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測(cè)得此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為人接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙

帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為7■（在誤差允許范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放鉤碼的

同時(shí)打出八點(diǎn)）。從打出力點(diǎn)到打出尸點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能減少量為鉤碼的動(dòng)

能增加量為,鉤碼的重力勢(shì)能增加量為o

圖2

(2)利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到彈簧彈性勢(shì)能減少量、鉤碼的機(jī)械能增加量

分別與鉤碼上升高度力的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著力增加，兩條曲線在縱向的

【答案】

①.k(L-LJh「gkh；②.加③.mghs④.見(jiàn)解析

【詳解】(1)⑴從打出力點(diǎn)到打出廠點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能減少量為

171919

%彈=/L-L0y-/L-L「%y,整理有Mp彈=%?—4)為一5《照

h-h?

⑵打尸點(diǎn)時(shí)鉤碼的速度為昨=六5六

由于在誤差允許的范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出/點(diǎn)，則鉤碼動(dòng)能的增加量為

…-。=…

⑶鉤碼的重力勢(shì)能增加量為A4重=09/75

（2）[4]鉤碼機(jī)械能的增加量，即鉤碼動(dòng)能和重力勢(shì)能增加量的總和，若無(wú)阻力做功則彈簧彈

性勢(shì)能的減少量等于鉤碼機(jī)械能的增加量。現(xiàn)在隨著力增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變

大，而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功，則產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的主要原因是鉤碼和紙帶運(yùn)動(dòng)的

速度逐漸增大，導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也逐漸增大。

12.某物理興趣小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡(jiǎn)易電飯煲，設(shè)計(jì)電路如圖1所示。選用

的器材有限溫開(kāi)關(guān)舟（手動(dòng)將其按下，開(kāi)始持續(xù)加熱煮飯，當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)自動(dòng)斷

開(kāi)，之后不能自動(dòng)閉合）；保溫開(kāi)關(guān)52（當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，溫度低于70℃時(shí)

自動(dòng)閉合）；電飯煲的框架（結(jié)構(gòu)如圖2所示）。自備元件有：加熱電阻絲舟（阻值為60。，用

于加熱煮飯）；限流電阻用和R2,（阻值均為IkQ）:指示燈L和L2（2.5V,0.6W,當(dāng)電流

低于30mA時(shí)可視為熄滅）；保險(xiǎn)絲T。

A.按下Si,L和L2均發(fā)光

B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，與自動(dòng)斷開(kāi)，L和1_2均發(fā)光

C.保溫過(guò)程中，$2自動(dòng)在閉合、斷開(kāi)狀態(tài)之間交替切換

D.當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，L發(fā)光，L2熄滅

（2）簡(jiǎn)易電飯煲制作完成后，試用時(shí)L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件

的前提下，斷開(kāi)電源，使用多用電表判斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確順序是

（填寫(xiě)各步驟前的字母）。

A.將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“X100”位置

B.將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點(diǎn)

C.調(diào)整"指針定位螺絲”，使指針指到零刻度

D.測(cè)量指示燈L兩端的阻值

E.將選擇開(kāi)關(guān)置于OFF位置或交流電壓最高擋

圖3

操作時(shí)，將多用電表兩表筆與L兩端接觸，若指針如圖3所示，可判斷是斷路損壞；

若指針如圖4所示，可判斷是_____斷路損壞。（用電路中的元件符號(hào)表示）

【答案】

①.CD##DC②.CABDE③.L】④.?

【詳解】U］A.按下S1后1_2支路被短路，則L2不會(huì)發(fā)光，A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)鍋內(nèi)溫度高于103℃時(shí)，S］斷開(kāi)，而要溫度降到70℃以下時(shí)$2才會(huì)閉合，則此時(shí)L2可

能發(fā)光，此時(shí)電路中用與房和L的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和1_2、&串聯(lián)，則回路中并

聯(lián)的整體電阻q=10.42Q,用并=56.64Q

則回路總電阻總=1067.06Q

,220八…

則回路總電流/總=,=021A

則L2一定發(fā)光，此時(shí)并聯(lián)的整體的電壓為〃并=/總用并=11.89V

則流過(guò)L1的電流為九二而又=1000+10.42人=°°12A

則流過(guò)L1的電流小于30mA,則L］熄滅，B錯(cuò)誤；

C.由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時(shí)S2自動(dòng)閉合，C

正確；

D.當(dāng)鍋內(nèi)迢度低于70℃時(shí)，S2自動(dòng)閉合，L2支路被短路，則L2不會(huì)發(fā)光，此時(shí)電路中用與

,,E220.ccica

R和L］的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時(shí)流過(guò)L,的電流為九=^7^=l000+l0.42

則此時(shí)流過(guò)L的電流大于30mA,則L發(fā)光，D正確。故選CD。

(2)⑵多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指什指到零刻度——機(jī)械調(diào)零；

將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到"X100”位置——選檔；將兩支表筆直接接觸，調(diào)節(jié)"歐姆調(diào)零旋鈕”，

使指計(jì)指向歐姆零點(diǎn)—?dú)W姆調(diào)零；測(cè)量指示燈L兩端的阻值——測(cè)量；將選擇開(kāi)關(guān)置于。FF

位置或交流電壓最高擋—關(guān)閉多用電表。

故正確順序?yàn)镃ABDE。

⑶由于使用時(shí)L始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說(shuō)明"1_2、&、T均正常，如圖3

可看出L)兩端有1090Q左右的電阻，則說(shuō)明L始終不亮的原因是L)斷路損壞。

⑷由于使用時(shí)L始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說(shuō)明忌L2S&、T均正常，如圖3

可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于用=1O.42Q此時(shí)選用的是“X100”檔則說(shuō)明燈泡L

正常，則說(shuō)明L始終不亮的原因是用斷路損壞。

13.如圖，光滑水平面上有兩個(gè)等高的滑板A和B,質(zhì)量分別為Ikg和2kg,A右端和B左端

分別放置物塊C、D,物塊質(zhì)量均為Ikg,A和C以相同速度%=l0m/s向右運(yùn)動(dòng)，B和D以

相同速度也向左運(yùn)動(dòng)，在某時(shí)刻發(fā)生碰撞，作用時(shí)間極短，碰撞后C與D粘在一起形成一個(gè)

新滑塊，A與B粘在一起形成一個(gè)新滑板，物塊與滑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃重力加

速度大小取g=l0m/s?。

(1)若0(左＜0.5,求碰撞后瞬間新物塊和新滑板各自速度的大小和方向；

(2)若左=0.5,從碰撞后到新滑塊與新滑板相對(duì)靜止時(shí)，求兩者相對(duì)位移的大小。

【答案】

(1)丫物=5(1—1)m/s,丫滑=---m/s,方向均向右；⑵1.875m

【詳解】（1）物塊C、D碰撞過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒，設(shè)碰撞后物塊C、D形成的新物塊的速

度為%,C、D的質(zhì)量均為加=lkg,以向右方向?yàn)檎较颍瑒t有

mvQ-m?kv0=（加+物

1一女

解得“=—%=5（1-左）m/s>0

可知碰撞后滑塊C、D形成的新滑塊的速度大小為5（1-幻m/s,方向向右。

滑板A、B碰撞過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒，設(shè)碰撞后滑板A、B形成的新滑板的速度為“滑，滑板A

和B質(zhì)量分別為1kg和2kg,則由

Mv0-2M-kv0^（M+2用>滑

1—2%10-20^,八

解得丫滑=二一%=-—m/s>0

則新滑板速度方向也向右。

（2）若％=0.5,可知碰后瞬間物塊C、D形成的新物塊的速度為

y物，=5（1-k）m/s=5x（1-0.5）m/s=2.5m/s

,10-20A:/八/

碰后瞬間滑板A、B形成的新滑板的速度為％'=--—m/s=0m/s

可知碰后新物塊相對(duì)于新滑板向右運(yùn)動(dòng)，新物塊向右做勻減速運(yùn)動(dòng)，新滑板向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，

設(shè)新物塊的質(zhì)量為M=2kg,新滑板的質(zhì)量為M'=3kg,相對(duì)靜止時(shí)的共同速度為v共，根據(jù)

動(dòng)量守恒可得"物'=（加'+”"共

解得牘=lm/s

根據(jù)能量守恒可得〃加'gx相=5機(jī)、-］（加+加'）嗑

解得1.875m

14.兩塊面積和間距均足夠大的金屬板水平放置，如圖1所示，金屬板與可調(diào)電源相連形成電

場(chǎng)，方向沿y軸正方向。在兩板之間施加磁場(chǎng)，方向垂直平面向外。電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)

度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示。板間。點(diǎn)放置一粒子源，可連續(xù)釋放質(zhì)量為。、電荷量為

式4>°）、初速度為零的粒子，不計(jì)重力及粒子間的相互作用，圖中物理量均為已知量。求：

2?！?

(1)，=0時(shí)亥IJ釋放的粒子，在"有時(shí)刻的位置坐標(biāo)；

八6Tim

(2)在°?標(biāo)時(shí)間內(nèi)，靜電力對(duì)，=。時(shí)刻釋放的粒子所做的功；

(3)在〃]二^?石嘉)點(diǎn)放置一粒接收器，在°~漏時(shí)間內(nèi)什么時(shí)刻釋放的粒子在電場(chǎng)

存在期間被捕獲。

0x

圖1圖2

【答案】

,2叫m乃加、2/E'm兀m13兀tn

(1)(F；；(2)母；(3)麗，§而

【詳解】(1)在°~莉時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為耳),帶電粒子在電場(chǎng)中加速度，根據(jù)動(dòng)量定理可

「7tm

知遇。?丁="匕

qB。

7vm冗Ec

解得粒子在瓦時(shí)刻的速度大小為匕=既

]7rnt兀2E加

方向豎直向上，粒子豎直向上運(yùn)動(dòng)的距離以=彳4，下=不卷

2qB。2qB0

7tm27rm_271m

在胸?病時(shí)間內(nèi)，根據(jù)粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的周期7=方可知粒子偏轉(zhuǎn)18?！?速度反向，根

V2CCmv\2乃E°m

據(jù)qvB=m：可知粒子水平向右運(yùn)動(dòng)的距離為馬=2々=2加=—

粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

27rM)TTF177仃~F>14

所以粒子在仁國(guó)時(shí)刻粒子的位置坐標(biāo)為(“),即w；

27cM3兀m

(2)在病?病時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為24，粒子受到的電場(chǎng)力豎直向上，在豎直方向

3-7rm3兀mTTE

q.21.衣=加匕+，解得病時(shí)刻粒子的速度“2=工(}

-V.4-匕7rm八

方向豎直向上，粒子在豎直方向上運(yùn)動(dòng)的距離為為.衣=°

3兀m47rm__mv2乃紜〃2

在有~河時(shí)間內(nèi)，粒子在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為%=2。=2嬴7=—

44〃z5兀m

此時(shí)粒子速度方向向下，大小為匕，在河~嬴時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度為3々，豎直方向

_lTim571m27i

4°.戒=加匕+mV1,解得粒子在嬴時(shí)刻的速度為=y

一%+%7tm兀？Ejn

粒子在豎直方向運(yùn)動(dòng)的距離丹=一="心

zqB。zqb。

粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖

2兀2E2)72

W=qEo，yi+q-2En-yi+q-3E0-y5-4qE()-yl=——^―

電場(chǎng)力做正功;

⑶若粒子在磁場(chǎng)中加速兩個(gè)半圓恰好能夠到達(dá)"點(diǎn)，則釋放的位置一定在0~瓦時(shí)間內(nèi),

粒子加速度時(shí)間為4,在豎直方向上西。力=加％',4=；匕'力

Tim271m_,_tnv'

在嬴?函時(shí)間內(nèi)粒子在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為％=2ri=2—

2萬(wàn)加37rm_?7tm,,

在茄廠區(qū)時(shí)間內(nèi)，在豎直方向上2￡。.福=叫+也

_%，+%'7im

為二-----------

2qB。

37rm44加,_mv^

在西~病時(shí)間內(nèi)，粒子在水平方向運(yùn)動(dòng)的距離為匕=2〃=2嬴

“AjiErjm7i2Em,,44￡

接收器的位置為（一7^一，7^a］）x，根據(jù)距離的關(guān)系可知々+%=力

qB。4qB。

7rm

解得仆函

此時(shí)粒子已經(jīng)到達(dá)M點(diǎn)上方，粒子豎直方向減速至0用時(shí)加，則k'=

,,,一7r2Em

豎直方向需要滿足必一必一必《三舟n

4夕練

7rm

解得加在一個(gè)電場(chǎng)加速周期之內(nèi)，所以成立，所以粒子釋放的時(shí)刻為中間時(shí)刻荻；

Tim2兀m3兀m

若粒子經(jīng)過(guò)一個(gè)半圓到達(dá)M點(diǎn)，則粒子在°?在時(shí)間內(nèi)釋放不可能，如果在河?瓦時(shí)間

47rm571m

內(nèi)釋放，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)一次的最大橫向距離，即直徑，也無(wú)法到達(dá)何點(diǎn)，所以考慮在7院?嬴

時(shí)間內(nèi)釋放，假設(shè)粒子加速的時(shí)間為％,在豎直方向上

q-3Eo%'=mvJ,y"

xI”

571m671m

之后粒子在瓦?無(wú)時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)半軸，橫向移動(dòng)距離直接到達(dá)加點(diǎn)的橫坐標(biāo)，即

二=2「=2.=色學(xué)

qB。qB；

,27im

解得33.衣

67rm1兀m

接下來(lái)在河?茄7過(guò)程中粒子在豎直方向減速為0的過(guò)程中

q-4E0-M'=mv}"t

兀2E,72

粒子要在河點(diǎn)被吸收，需要滿足,病

代入驗(yàn)證可知△，在一個(gè)周期之內(nèi)，說(shuō)明情況成立，所以粒子釋放時(shí)刻為

47ttn+7rm2Tim137tm

qB。*qB*3qB。3qB0°

（-）選考題

共12分。請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答。并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對(duì)應(yīng)的題號(hào)右

側(cè)方框涂黑，按所涂題號(hào)進(jìn)行評(píng)分；多涂、多答，按所涂首題進(jìn)行評(píng)分；不涂，按本選考題的

首題進(jìn)行評(píng)分。

【選修3-3］（12分）

15.如圖，絕熱密閉容器中裝有一定質(zhì)量的某種理想氣體和一個(gè)充有同種氣體的氣球。容器內(nèi)

溫度處處相同。氣球內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)。氣球慢慢漏氣后，容器中氣球外部氣體的壓強(qiáng)將

（填"增大”“減小”或"不變”）；溫度將（填“升高”"降低"或"不變”）。

【答案】①.增大②.升高

【詳解】⑵假設(shè)氣球內(nèi)部氣體和氣球外部氣體的溫度不變，當(dāng)氣球內(nèi)部的氣體緩慢釋放到氣

球外部，氣球內(nèi)部氣體壓強(qiáng)大于外部氣體壓強(qiáng)，根據(jù)玻意爾定律，％=c